Наверняка каждый слышал пожелание «попутного ветра». Однако, не многие знают о том, что на самом деле этот самый «попутный ветер» отнюдь не самый быстрый. Во всяком случае в контексте морского дела. Между ним и самым быстрым примерно такая же, как разница пожеланием человеку приобрести собственную машину и пожеланием до конца жизни ездить на общественном транспорте! В связи с этим еще меньше граждан знает о том, как парусные суда умудряются ходить против ветра. Не на якоре же они стоят?! Или стоят?
1. Как работает парус?
Парус известен людям уже примерно 5.5 тысяч лет. Использоваться паруса могут не только в водном транспорте, но и в сухопутном. Кроме того, применение паруса лежит в основе конструкции дельтаплана. В морском деле парус вместе с рангоутом (деревянные конструкции, мачты) и такелажем (тросы) образует «парусное вооружение» судна. Чаще всего паруса делят на косые и прямые. Отличаются они главным образом тем, какие ветра могут использовать наиболее эффективно, на какой высоте устанавливаются относительно палубы, под каким минимальным углом могут использоваться по отношению к ветру, дующему в сторону корабля.
В основе работы любого паруса лежит использование подъемной силы. Интересно, что тот же самый принцип аэродинамики применяется и в авиации. Разница лишь в том, что самолеты используют вертикальное направление подъемной силы, а парусные корабли – горизонтальное. Однако, в обоих случаях подъемная сила создается благодаря разнице давления. Так, с внешней стороны паруса давление воздуха должны быть меньше, чем с внутренней стороны. Если это условие соблюдается, то образуется полная сила с направлением перпендикулярным полотну паруса. Силе тяги противостоит сила дрейфа, сопротивление воды и форма корабля. Благодаря всему этому судно может скользить вперед. Чтобы поймать ветер и сдвинуть корабль с места, человеку нужно установить паруса под правильным углом.
2. Как парусники ходят против ветра?
Барабанная дробь: парусники ходят против ветра – никак. Это невозможно с точки зрения физики. Для каждого типа паруса существует понятие мертвой зоны. Это когда ветер идет прямо навстречу парусу (против него). Сила тяги в этом случае в парусе отсутствует. Для того, чтобы идти против ветра, парусное судно должно использовать «лавировку».
3. Что такое «лавировка» парусного корабля?
Лавировка – это способ движения парусного судна против ветра (к ветру) методом зигзагообразного изменения курса. Подавляющее большинство парусных кораблей не может следовать по курсу с углом менее 45 градусов к ветру. Поэтому они вынуждены двигаться зигзагами, используя левый и правый галсы, придерживаясь курса бейдевинд и совершая разворот на лево и на право каждый раз, когда бейдвинд превращается левентик. В результате манипуляции с парусом и бортом корабля позволяют двигаться вперед.
4. Какие бывают ветра и какой считается лучшим?
Нет плохих ветров. Есть разные паруса, разные способы постановки парусного вооружения и разные задачи. Строго говоря, речь идет не о самом «ветре», а о «курсе судна относительно ветра». Всего их 5 штук: лавентик, фордевинд, галфвинд, бейдевинд, бакштаг. Галфвинд, бейдевинд и бакштаг бывают в добавок к этому левыми и правыми (левый галс и правый галс). Бейдевинд и бакштаг могут быть крутыми и полными.
Лавентик – строго говоря не считается курсом парусного судна, потому что при «курсе» лавентик движение физически невозможно. Это ветер, который дует практически прямо навстречу судну. Используется лавентик для остановки судна, а также для того, чтобы забрать задний ход (о-о-очень медленно это происходит).
Фордевинд – ветер, обратный лавентику на 180 градусов. Это тот самый «попутный ветер», про который еще говорят, что судно «идет полным ветром». На самом деле очень сложный курс и отнюдь не самый быстрый, как можно было подумать. Все потому, что при слабом фордевинде скорость встречного воздуха может оказаться выше, что не позволит судну набрать большую скорость. На небольших яхтах фордевинд ко всему прочему еще и опасен, так как чреват резкими неуправляемыми поворотами судна.
Галфвинд – «половинчатый ветер». Курс около 90 градусов относительно лавентика. Галфвинд дует перпендикулярно борта парусного судна. Парус под такой ветер должен ставиться под малый уровень атаки.
Бейдевинд – курс парусного судна, который соответствует углу менее 90 градусов между направлением судна и направлением ветра. На этом курсе паруса устанавливаются с наименьшим углом атаки. Именно бейдвинд используется для движения к ветру при помощи лавировки.
Бакштаг – курс, при котором ветер дует со стороны кормы и немного сбоку. Принцип управления судном и парусом на бакштаге в целом похож на принцип управления на галфвинде. Сила дрейфа на этом ветре сводится к минимуму. Судно отличается наилучшей управляемостью и предсказуемостью. Большинство яхт с косым парусом способно достигать максимальной скорости движения именно на бакштаге.